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Die vorliegende Erfindung betrifft einen wärmeisolierenden Korpus, insbesondere für ein Haushaltsgerät, mit modularem Aufbau.
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Bei den meisten gegenwärtig auf dem Markt verfügbaren Haushaltskältegeräten ist der Korpus zusammengefügt aus einem einteilig aus Kunststoff tiefgezogenen Innenbehälter, Außenwandplatten, die den Innenbehälter mit Abstand umgeben, und einer den Zwischenraum zwischen Innenbehälter und Außenwandplatten ausfüllenden Schaumstoffschicht, die durch Einspritzen und Expandierenlassen eines Kunstharzmaterials in den Zwischenraum erhalten ist. Diese Technik ermöglicht eine einfache und preiswerte Fertigung, da sich die Schaumstoffschicht während des Ausschäumens selbsttätig an die Form des vorhandenen Zwischenraums anpasst. Die Isolationswirkung der Schaumstoffschicht ist allerdings durch die Tatsache eingeschränkt, dass das zum Aufschäumen erforderliche Treibgas in den Poren der Schaumstoffschicht verbleibt und dort zur Wärmeleitung beiträgt. Um die Isolationswirkung des Korpus zu verbessern, wäre es an sich wünschenswert, wenn die Poren ein Vakuum anstelle des Treibgases enthielten. Allerdings ist ein Ausschäumen des Hohlraums ohne Treibgas nicht möglich, und seine nachträglich Beseitigung scheitert an der geschlossenporigen Struktur der Schaumstoffschicht.
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Eine bekannte Technik, Vakuum für die Wärmeisolation in einem Gerätegehäuse zu nutzen, sind sogenannte Vakuumisolationspaneele. Ein Vakuumisolationspaneel ist im Allgemeinen aufgebaut aus einer hochgradig diffusionsdichten Kunststofffolie und einem porösen Füllmaterial wie etwa Kieselerde, Zeolith, Glasfaser, Polyurethanschaum oder dergleichen, das von der von der Folie luftdicht ummantelt ist und unter einem Unterdruck gehalten ist. Ein solches Vakuumisolationspaneel kann gefertigt werden, indem ein Füllmaterialblock auf Maß zugeschnitten und mit der Folie ummantelt wird und das Innere der Folie vor dem Versiegeln evakuiert wird. Eine andere Möglichkeit ist, die Folie zu einem Beutel zu formen, diesen in einer Hohlform zu platzieren, mit dem schüttfähigen Füllmaterial aufzufüllen, das Innere der Folie zu evakuieren und dann die Folie zu versiegeln. Im einen wie im anderen Falle bewirkt die Evakuierung eine Stauchung der porösen Füllung, mit der Folge, dass die Abmessungen eines auf diese Weise gefertigten Vakuumisolationspaneels in nicht genau kontrollierbarer Weise schwanken. Derartige unkontrollierbare Schwankungen und die Tatsache, dass Vakuumisolationspaneele nicht durch Schrauben oder dergleichen aneinander befestigt werden können, ohne das Vakuum zu zerstören, macht es schwierig, einen wärmeisolierenden Korpus aus solchen Vakuumisolationspaneelen in rationeller, für Großserienfertigung geeigneter Weise zusammenzufügen.
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Aus
EP 747 646 A1 ist daher der Vorschlag bekannt geworden, bei einem Kältegerätegehäuse, dessen Wände jeweils eine Außenwandplatte und eine Innenwandplatte und eine zwischen den Wandplatten eingeschlossene Isolationsschicht umfassen, die Isolationsschicht zu einem Teil durch ein Vakuumisolationspaneel zu bilden, und denjenigen Teil des Zwischenraums zwischen den Wandplatten, den das Vakuumisolationspaneel nicht belegt, auszuschäumen. Da sich der Schaum an das verfügbare Volumen des Zwischenraums anpasst, kann er Abmessungsschwankungen der darin verbauten Vakuumisolationspaneele kompensieren. Da die Vakuumisolationspaneele jedoch nur einen Teil der Wände ausfüllen, bleibt auch hier die Isolationswirkung deutlich hinter dem idealerweise Erreichbaren zurück.
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Aus
US 2006 008 0920 A1 ist ein Verbindungsprofil mit zwei rechtwinklig zueinander orientierten Nuten bekannt, bei dem die beiden Nuten jeweils vorgesehen sind, um rechtwinklig zueinander orientierte Wandplatten eines wärmeisolierenden Gehäuses aufzunehmen und aneinander zu fixieren. Dieses Verbindungsprofil ist jedoch nur eingeschränkt in der Lage, Fertigungstoleranzen der Wandplatten zu kompensieren. Hinzu kommt, dass das Winkelprofil einen Steg aufweist, der, wenn die Wandplatten zu einem Kältegerätekorpus zusammengefügt sind, sich durchgehend zwischen einer Innen- und einer Außenfläche des Korpus erstreckt und eine Wärmebrücke bildet.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, einen wärmeisolierenden Korpus, insbesondere für ein Haushaltsgerät mit wenigstens zwei Wandpaneelen anzugeben, der trotz eventuell schwankender Abmessungen der Wandpaneele mit exakt vorgegebenen Maßen fertigbar ist und Wärmebrücken vermeidet.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem bei einem wärmeisolierenden Korpus, insbesondere bei für ein Haushaltsgerät, mit wenigstens zwei Wandpaneelen, die jeweils eine Außenseite, eine Innenseite und eine Schmalseite aufweisen, wobei die Schmalseite eines ersten der Paneele den zweiten Paneel zugewandt ist, auf der Innenseite eines jeden Paneels eine Innenplatte angebracht ist, dass bei wenigstens einem der Paneele die Innenwandplatte eine zur Schmalseite des Paneels benachbarte Nut begrenzt und ein an dem jeweils anderen Paneel befestigtes Verbindungsprofil in die Nut dieses wenigstens einen Paneels eingreift. Durch diese Art der Verbindung der Paneele sind die Abmessungen eines aus den Paneelen zusammengefügten Korpus vorgegeben durch die Abmessungen der Innenwandplatten, auch wenn die Abmessungen der Paneele variieren. Die Innenwandplatten können, z. B. durch Zuschneiden aus Flachmaterial, mit hoher Maßgenauigkeit gefertigt werden.
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Vorzugsweise begrenzt auch bei dem anderen Paneel die Innenwandplatte eine zur Schmalseite des Paneels benachbarte Nut, und das Verbindungsprofil ist an dem anderen Paneel durch Eingreifen in diese Nut befestigt.
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Die Schmalseite des ersten Paneels kann einem Randbereich der Innenseite des zweiten Paneels zugewandt sein, der nicht von der am zweiten Paneel angebrachten Innenwandplatte überdeckt ist. Dies erlaubt es, den Paneelen eine einfach realisierbare, insbesondere quaderförmige Gestalt zu geben.
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Denkbar ist aber auch, dass die Schmalseite des ersten Paneels der Schmalseite des zweiten Paneels zugewandt ist. Zwar werden dann im Allgemeinen die Schmalseiten nicht rechtwinklig zu Innen- und Außenseiten der Paneele orientiert sein, doch ergibt sich daraus die Möglichkeit, die einander zugewandten Randbereiche der zwei Paneele mit identischen Querschnitten zu realisieren und auf diese Weise die Fertigung zu rationalisieren.
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Abmessungstoleranzen der Paneele führen dazu, dass im Allgemeinen zwischen der Schmalseite des ersten Paneels und dem zweiten Paneel eine Fuge existiert. Um den Wärmefluss über diese Fuge zu minimieren, ist sie vorzugsweise mit Dämmmaterial verfüllt, insbesondere ausgeschäumt. Vorzugsweise ist die Verfüllung auch wasserdicht, um z. B. einen unkontrollierten Austritt von Kondenswasser zu verhindern.
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Das die Fuge verfüllende Dämmmaterial kann gleichzeitig als Klebstoff zum Verbinden der Paneele miteinander dienen.
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Die Fuge ist sollte außenseitig überdeckt sein, vorzugsweise durch ein Winkelprofil, das die Außenseiten des ersten und des zweiten Paneels berührt. Die Überdeckung verhindert ein unkontrolliertes Entweichen von in der Fuge expandierendem Schaumstoff. Der Kontakt der Außenseite des zweiten Paneels mit dem Winkelprofil begrenzt die Breite, die der Spalt haben kann und erleichtert somit die Fertigung eines Korpus mit eng tolerierten Außenmaßen trotz eventuell variierender Abmessungen der verwendeten Paneele.
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Wenigstens eines der Wandpaneele sollte an seiner Außenseite eine Außenwandplatte tragen. Eine solche Außenwandplatte kann aus unterschiedlichen Werkstoffen, wie etwa Karton, Kunststoff oder Blech, bestehen, je nach dem ob das Paneel zu einer Seitenwand oder Rückwand des Korpus gehört oder ob das Haushaltsgerät ein frei stehendes Gerät oder ein Einbaugerät ist.
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Zweckmäßigerweise kann das Winkelprofil eine solche Außenwandplatte über die Schmalseite des wenigstens einen Wandpaneels hinaus verbreitern.
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Insbesondere im Falle einer Rückwand des Korpus ist es zweckmäßig, wenn die Außenwandplatte an wenigstens zweien ihrer Ränder durch Winkelprofile verbreitert ist, z. B. um die Paneele von zwei Seitenwänden aufzunehmen. So ist die Breite des Korpus durch die Breite der Außenwandplatte genau vorgegeben.
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Um das Verbindungsprofil am Korpus, vorzugsweise bereits vor dem Zusammenfügen des ersten und zweiten Paneels, zu fixieren, ist es vorzugsweise mit wenigstens einer Nut versehen, in die ein Rand einer der Innenwandplatten eingreift.
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Vorzugsweise ist der Rand der Innenwandplatte in dieser Nut geklemmt.
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Wenn in einer Ecke des Korpus drei Verbindungsprofile auf einander treffen, weist vorzugsweise eines der Verbindungsprofile einen in das Innere des Korpus eingreifenden Abschnitt mit rechteckigem Querschnitt auf, an dessen Flanken die zwei anderen Winkelprofile stumpf anstoßen können. Dies vereinfacht die Konfektionierung der Winkelprofile, da keine Gehrungen geschnitten werden müssen.
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Alternativ kann eines der Verbindungsprofile auch Aussparungen aufweisen, in die Enden der anderen Verbindungsprofile eingreifen.
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In das Innere des Korpus eingreifende Abschnitte der zwei anderen Winkelprofile sind vorzugsweise als Hohlkehlen geformt, um möglichst wenig Platz im Inneren des Korpus zu belegen.
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Vorzugsweise sind die Paneele Vakuumisolationspaneele, doch ist die Erfindung auch auf andere Paneele, z. B. auf aus expandiertem Polystyrol zugeschnittene Platten, anwendbar.
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Um das Recycling des Haushaltsgeräts zu vereinfachen, sind die Innenwandplatten (und, wenn vorhanden auch die Außenwandplatten) vorzugsweise an den Paneelen verklebt, insbesondere lösbar verklebt.
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Vorzugsweise ist das Haushaltsgerät als Haushaltskältegerät ausgebildet.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Aus dieser Beschreibung und den Figuren gehen auch Merkmale der Ausführungsbeispiele hervor, die nicht in den Ansprüchen erwähnt sind. Solche Merkmale können auch in anderen als den hier spezifisch offenbarten Kombinationen auftreten. Die Tatsache, dass mehrere solche Merkmale in einem gleichen Satz oder in einer anderen Art von Textzusammenhang miteinander erwähnt sind, rechtfertigt daher nicht den Schluss, dass sie nur in der spezifisch offenbarten Kombination auftreten können; stattdessen ist grundsätzlich davon auszugehen, dass von mehreren solchen Merkmalen auch einzelne weggelassen oder abgewandelt werden können, sofern dies die Funktionsfähigkeit der Erfindung nicht in Frage stellt. Es zeigen:
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1 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Rückwand und einer Seitenwand eines Kältegerätekorpus;
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2 einen horizontalen Teilschnitt durch die Anordnung aus 1;
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3 einen zu 2 analogen Schnitt im zusammengefügten Zustand;
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4 einen zu 3 analogen Schnitt gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung;
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5 einen zu 3 analogen Schnitt gemäß einer dritten Ausgestaltung;
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6 einen zu 3 analogen Schnitt gemäß einer vierten Ausgestaltung;
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7 eine perspektivische Detailansicht von Innenwandplatten und sie verbindenden Profilen in einer Ecke des Korpus; und
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8 eine zu 7 analoge Ansicht gemäß einer weiterentwickelten Ausgestaltung.
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1 zeigt in einer perspektivischen auseinandergezogenen Ansicht eine Rückwand 1 und eine Seitenwand 2 eines Korpus eines Haushaltskältegerätes wie etwa eine Kühl- oder Gefrierschranks. Beide Wände 1, 2 umfassen jeweils ein isolierendes Paneel 3, 4, eine Innenwandplatte 5, 6 und eine Außenwandplatte 7 bzw. 8. Bei den Paneelen 3, 4 kann es sich insbesondere um Vakuumisolationspaneele mit dem eingangs beschriebenen Aufbau, mit einer luftdichten Hüllfolie und einer von der Hüllfolie umschlossenen, unter Unterdruck stehenden Füllung handeln. Die Innenwandplatten 5, 6 sind aus Blech oder Kunststoff zugeschnitten, und ihre Kantenlängen sind jeweils um einige mm bis wenige cm kleiner als die der zugehörigen Paneele 3, 4, so dass, wenn die Innenwandplatten 5, 6 an den Innenseiten 9 der Paneele 3, 4 an durch auf die Innenseiten 9 aufgezeichnete punktierte Rechtecke markierten Positionen verklebt sind, rings um die Innenwandplatten 5, 6 jeweils eine schmale Randzone frei bleibt.
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Die Kantenlängen der Außenwandplatte 7 der Rückwand 1 sind jeweils um die zweifache Stärke der Paneele 3, 4 großer als die entsprechenden Kantenlängen, die das Rückwandpaneel 3 unter Berücksichtigung seiner Fertigungsgenauigkeit maximal haben kann, so dass, wenn letzteres an der Außenwandplatte 7 verklebt ist, rings um das Paneel 3 ein Randstreifen 11 übersteht, dessen Breite jeweils mindestens der Wandstärke der Paneele 3, 4 entspricht. Die Außenwandplatte 7 kann ein flacher Zuschnitt, z. B. aus Karton, sein, an dessen Rändern jeweils Winkelprofile mit nach vom vorspringenden Schenkeln 12 befestigt sind. Die Winkelprofile können aber auch einteilig mit der Außenwandplatte 7, z. B. durch Spritzguss aus Kunststoff, realisiert sein.
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Die Kantenlängen der Außenwandplatte 8 der Seitenwand 2 entsprechen den maximalen Kantenlängen, die das Paneel 4 unter Berücksichtigung seiner Fertigungsgenauigkeit haben kann. D. h. im Idealfall sind die Kantenlängen des Paneels 4 und der Außenwandplatte 8 identisch; meist sind die Kantenlängen des Paneels 4 geringfügig kleiner als die der Außenwandplatte 8.
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2 zeigt im vergrößerten Maßstab einen horizontalen Schnitt durch einander benachbarte Randbereiche der Rückwand 1 und der Seitenwand 2, wie 1 in auseinandergezogener Darstellung. Hier ist deutlich zu erkennen, dass die nicht von der Innenwandplatte 6 bedeckte Randzone 10 im Falle des Seitenwandpaneels 4 um etwa die Wandstärke der Paneele 3, 4 größer ist als die Breite der entsprechenden Randzone 10 des Rückwandpaneels 3, so dass, wenn eine Schmalseite 13 des Rückwandpaneels 3 gegenüber der Randzone 10 des Seitenwandpaneels 4 platziert ist, die Schmalseite 13 des letzteren im Wesentlichen bündig mit der Außenseite 14 des Rückwandpaneels 3 ist und in einer vom Schenkel 12 der Außenwandplatte 7 und der Schmalseite 13 des Rückwandpaneels 3 gebildete Nut eingreifen kann.
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Die Innenseiten 9 der Paneele 3, 4 sind nicht völlig eben, sondern entlang der Ränder der Innenwandplatten 5, 6 geringfügig gestuft, um jeweils zu den Schmalseiten 13 hin offene Nuten 15 zu bilden. Ein die Nut 15 begrenzender Rand 16 der Innenwandplatten 5, 6 ist vorgesehen, um in eine von zwei Nuten 17 eines Verbindungsprofils 18 klemmend einzugreifen.
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Wenn die Wände 1, 2 zusammengefügt sind, wie in 3 gezeigt, verbleibt zwischen der Schmalseite 13 und des Rückwandpaneels 3 und der Randzone 10 des Seitenwandpaneels 4 ein Spalt 19, dessen Breite je nach Kantenlänge des Rückwandpaneels 3 variieren kann. Durch Einspritzen und Expandieren lassen von Polyurethanharz wird der Spalt 19 verfüllt und die Paneele 3, 4 werden aneinander verklebt. Zum Innenraum des Korpus hin ist der Spalt 19 durch das Verbindungsprofil 18 schaumdicht verschlossen. Der Druck des expandierenden Polyurethanharzes treibt die Außenwandplatte 8 oder, falls diese sich nicht wert genug bis zum Rand des Seitenwandpaneels 4 erstreckt, dessen Außenseite 14 gegen den Schenkel 12 der Außenwandplatte 7, so dass die Breite des fertigen Korpus nur durch die Massgenauigkeit der Außenwandplatte 7, nicht aber durch die des Paneels 3 bestimmt ist.
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In analoger Weise können Abmessungstoleranzen des Seitenwandpaneels 4 ausgeglichen werden, indem das expandierende Polyurethanharz auch in einen Spalt 20 zwischen der Schmalseite 13 des Seitenwandpaneels 4 und der Außenwandplatte 7 eindringt.
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Um die Gestalt und damit auch die Fertigung der Paneele 3, 4 zu vereinfachen, kann es zweckmäßig sein, die Innenwandplatten 5, 6 wie in 4 gezeigt, zur Realisierung der Nuten 15 jeweils an ihren Rändern 16 mit einer verringerten Wandstärke auszubilden, so dass die Paneele 3, 4 rein quaderförmig sein können.
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Einer in 5 gezeigten zweckmäßige Abwandlung zufolge sind sowohl die Paneele 3, 4 quaderförmig als auch die Innenwandplatten 5, 6 mit konstanter, der Breite der Nuten 17 entsprechender Wandstärke ausgebildet, und die Nuten 15 werden erhalten, indem zwischen den Innenwandplatten 5, 6 und den Paneelen 3, 4 jeweils eine Abstandhalterschicht 21, z. B. in Form einer Schaumstoffmatte mit etwas geringerer Kantenlänge als der der Innenwandplatten 5, 6, angeordnet ist.
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6 zeigt eine Abwandlung, bei der der Aufbau von Rückwand 1 und Seitenwand 2 weitgehend vereinheitlicht ist. Bei beiden ist die Breite der rings um die Innenwandplatte 5 bzw. 6 überstehenden Randzone 10 der Paneele 3, 4 gleich, und die Außenwandplatten 7, 8 stehen im Wesentlichen nicht über die Paneele 3, 4 über. Die Schmalseiten 13 erstrecken sich unter einem Winkel von 135° zu den Innenseiten 9 der Paneele 3, 4, und der von ihnen begrenzte, mit Polyurethanschaum verfüllte Spalt 19 ist durch ein an die Außenwandplatten 7, 8 angefügtes Winkelprofil 22 verschlossen.
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7 zeigt in einer perspektivischen Ansicht Stücke von Innenwandplatten 5, 6, 23 der Rückwand 1, der Seitenwand 2 und eines Bodens des Korpus, die in einer Ecke aufeinandertreffen. Paneele der Rückwand 1, der Seitenwand 2 und des Bodens sind in der Fig. weggelassen. Das die Innenwandplatten 5, 6 verbindende vertikale Verbindungsprofil 18 hat einen ins Innere des Korpus eingreifenden Abschnitt 24 von im Wesentlichen quadratischem Querschnitt mit zu den Innenwandplatten 5, 6 parallelen Flanken 25, 26. Winkelprofile 27, die die Innenwandplatte 23 mit den Innenwandplatten 5, 6 verbinden, haben ins Innere des Korpus eingreifende Abschnitte 28, deren Kantenlängen nicht größer sind als die Breiten der Flanken 25, 26, so dass die rechtwinklig abgeschnittenen Profile 27 stumpf gegen die Flanken 25, 26 anschlagen können, ohne seitlich über sie überzustehen. Um die Nutzung des Innenraums möglichst wenig zu beeinträchtigen, sind die Abschnitte 28 als Hohlkehlen, mit einer viertelzylinderförmigen Aussparung 29, ausgebildet.
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8 zeigt eine zu 7 analoge Ansicht, bei der die Querschnitte der Verbindungsprofile 18, 27 die gleichen sind wie in 7. An den Enden des vertikalen Verbindungsprofils 22 sind jeweils an beiden Flanken 25, 26 Aussparungen 30 ausgefräst, die im Querschnitt komplementär zu den Abschnitten 28 der Profile 27 sind. So können deren Enden im Inneren des Profils 18 versteckt werden, so dass Fertigungstoleranzen bei der Länge der Profile 27 nicht sichtbar werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 747646 A1 [0004]
- US 20060080920 A1 [0005]
